[发明专利]基于3D扫描的装配部件误差在线检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明设计一种基于3D扫描的装配部件误差在线检测系统及方法。

背景技术

目前，国内的汽车零部件加工制造企业在装配过程中逐步采用自动化流水线装配作业。装配生产线配备有多台设备，按照工艺流程，完成相应的装配工作。在汽车零部件装配生产中，装配已经在自动化生产线上完成，大部分的装配工作已经实现了机械化和自动化。

但是，装配度的检测依然主要依赖人工目测的方法，每个装配工位配备一到两个工人，在流水线上对装配质量进行检测、判断。但在生产过程中，人工检测劳动强度大，生产效率低；特别是对一些颜色相近或形状相似的零部件进行检测时很容易出现错误，导致流出不合格工件。而且人工检测的方法没有严格统一的标准，极易受到人主观因素的影响，产品检测一致性很难保证，检测数据也无法及时准确的纳入到企业的质量管理系统中，且不利于企业对产品质量的溯源。

近年来，发展出现一项利用激光雷达探测和测距技术的全新技术手段，即3D扫描技术。采用该技术可大面积，高精度，非接触地快速获取被测对象表面的三维坐标点云数据。因此，可引入3D扫描技术并结合其他数字化技术手段，实现自动化装配过程中对装配体的装配度的快速自动检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D扫描的装配部件误差在线检测系统及方法，能解决现有的汽车零部件装配生产线装配件尺寸检测和装配度检测通过人工完成的效率低下技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于3D扫描的装配部件误差在线检测系统及方法，包括：

设置于汽车车锁装配工装板上的靶标，用于作为扫描测量的参考点；

设置于汽车车锁自动化装配生产线上部,对扫描仪进行XY方向微调的XY驱动装置；

设置于所述XY驱动装置上的3D扫描仪，XY驱动装置驱动3D扫描仪沿X或Y方向移动，3D扫描仪用于扫描检测车锁装配工装板上装配件和对应靶标，得到汽车车锁装配体的点云数据；

控制模块，用于控制所述XY驱动装置的空间位置，进而分别驱动3D扫描仪沿X和Y方向移动；

计算机，用于控制3D扫描仪的扫描检测；

数据处理及分析评估子系统，包括：

3D扫描数据后处理模块，用于对得到的汽车车锁装配体的点云数据进行去噪，修补，优化，点云数据配准，坐标转化和模型装配的数据处理，得到汽车车锁装配体的完整点云数据；

基于设计资料的3D参考模型建立模块，用于根据所述汽车车锁装配体的CAD图纸建立3D参考数字模型；

基于扫描数据的3D模型建立模块，用于根据所述汽车车锁装配体的完整点云数据建立汽车车锁装配体的3D扫描数字模型；

数据分析评估模块，用于对所述预制汽车车锁装配体的3D参考数字模型和3D扫描数字模型进行对比分析，根据相关数据处理软件的分析结果及相关规范允许尺寸偏差和装配尺寸公差要求，评估所述汽车车锁装配体的装配度。

进一步的，在上述系统中，基于3D扫描的自动化车锁生产线误差检测及评估系统，其特征在于，所述RFID标签识别模块包括：

设置于汽车车锁装配体工装板下方的工装盘中的RFID标签标识；

识别所述RFID标识的RFID读卡器识别模块，从而能自动识别对应的汽车车锁装配体的生产信息。

进一步的，在上述系统中，所述XY驱动装置包括：

设置于所述汽车车锁装配件工装板上部的两根相互平行的Y方向导轨，所述Y方向导轨的每端设置有导轨固定端；

设置于所述Y方向导轨上且与其垂直的X方向横梁，所述Y方向横梁的两端设置两个Y方向驱动，X方向横梁设置有X方向驱动，所述3D扫描仪通过固定于所述X方向驱动的下方。

进一步的，在上述系统中，所述通讯模块和可视化模块包括：

基于MODBUS通讯协议的数据储存传输模块，对建立的3D扫描数字模型的数据进行传输，并将所述储存的三维扫描数据传输到三维可视化模块；

三维可视化模块，用于根据接收到的数据实现预制汽车车锁装配件主体及工装板标靶装配品质和装配误差的3D可视化显示，并对未达规范要求的预制汽车车锁装配件进行标记及显示。

进一步的，在上述系统中，所述汽车车锁装配件的装配误差及装配零件的加工尺寸误差包括汽车车锁装配体的长宽高，侧向弯曲，各个装配零部件的相对位置，表面平整度等尺寸。

根据本发明的另一面，提供一种基于3D扫描的装配部件误差在线检测系统及方法，其特征在于，包括：